19世纪60年代以来，武器装备发生了许多重大变化，其中最重要的是用高能炸药代替黑色炸药。这些武器不仅使大炮的射程比以前大得多，而且每一枚炮弹杀伤力也更加大，到1900年，有反冲系统的野战炮也能在不损失任何精度的情况下实现极高的射速。这种火炮会在几分钟内摧毁整个目标区域，而步兵最紧迫的任务是找到躲避炮击的办法，如分散、伪装、屏蔽和烟雾，最后发现没任何东西能代替工事，工事能使人员伤亡率就会大幅度的降低，1914年秋，双方的壕沟慢慢的变多，到1915年底，西线慢慢的变成了一系列的半地下城镇，每一个城镇都有庞大的军队和设施，这些设施都是怎样的呢？
1914年，比利时边境有一个个现代边防堡垒链封锁了凡尔登和贝尔福德之间通往法国东北部的直接通道，这些堡垒是在1871年以后建造的，随技术的进步而一直在升级。一战开始后，德国领导层根本就没有料到比利时人会抵抗，但要塞阻挡德国人的前进，德国使用重型210毫米，350毫米、420毫米榴弹炮最终一一克服这些要塞，在8月20日至25日在沙勒罗伊举行的“边境之战”中，比利时军队被五支法国军队和一支英国军队短时间击败后，法国第五军在遭受猛烈炮击的情况下只能坚守阵地三天，德国人占据了艾辛河北岸的戴姆斯河畔阵地，然后盟军最终在10月中旬越过了比利时边界以北的海域。最后，德国人试图在10月20日至11月24日期间对防线北端发动一系列反击，史称“第一次伊普尔之战”。
德国的进攻并非完全不可阻挡的，盟军把每一个能被拼凑在一起的人，尽管他们就没有受过现代战术训练，但都被扔进战场，不顾一切地保住了阵地，军队很快发现关于野战防御工事的思想已经过时，他们负担不起用老的“肩并肩”的方式把人挤到前线去，因为前线太长了，只有当人力分散得到处都是时，他们才有机会坚守阵地，为了躲避间接火力，士兵们必须尽可能快地以任何可用的方式为自己创造保护，使用铲子，刺刀，钢架，甚至赤手空拳挖掘掩体，理想情况下，一条壕沟线都应该在开始挖掘前由一名工程军官进行勘测和全面规划，但在炮火下并非总是可能的，士兵先挖一个容得下自己的坑和一道护墙，然后在开始挖壕沟伸向战友，只有各个士兵的坑连接起来的时候，士兵们才能从子弹和飞弹碎片中获得最低限度的安全感，
这些经过短短几个小时的“临时加固”的工事被证明能够出人意料地强大，树篱、墙壁、建筑物、河岸、下沉的道路、铁路路堤和路堑、树林和炮弹坑如果明智地对待，都很容易转化为强大的防御力。德国的前线战壕比英国的战壕建造得更好，德国人在防御工事中加入反坦克地雷和等新式武器，防御工事越完善，攻击难度就越大，在1914年少量的炮兵能够摧毁特定地区的所有敌人，到1917年需要大量炮兵，目标不再是“敌人”，尽管大炮威力惊人，但通常占上风的还是防御工事，所以在西线发起进攻很少成功的，所以双方开始战壕赛跑，英军战壕从尼厄波特开始，一直延伸到伊普尔，然后向南越过梅西内斯和阿姆蒂耶斯到达卢奥斯，法军从从阿拉斯·塞林穿过索姆河，在佩隆托斯克特急剧转向东向与苏瓦松周围的艾斯内河线汇合向正南方转向，到达贝尔福以南的瑞士边界，埑壕战开始了。
战争初期的战斗往往会决定了哪一方占据了高地、排水良好的土地和在他们的后方是否有良好的公路和铁路交通，所有这些对作战士兵来说都是很重要的事情，因为它们将决定他在未来的岁月里的日常舒适和安全的许多方面。但在许多情况下，壕沟选址可能是高级指挥官在小地图上用手指指指而来，他们对线路各区段的具体当地情况不太关心，使得建造得最好的壕沟也不足以提供充分的保护，它也很可能在大雨中坍塌，长期驻守缺乏许多必要的生活设施，人们很快意识到，即使是建造得最好的壕沟也不足以提供充分的保护，它也很可能在大雨中坍塌，长期驻守缺乏许多必要的生活设施，而且一枚幸运的炮弹可以消灭任何一段壕沟的所有人，防弹地下掩体成为绝对必要，铁丝网对加强防御是很重要的，
西线有几种不同的防御工事，第一种是战前修建的永久性堡垒，这些经过精心准备的堡垒，至少在战前四十年前就有了，法国的永久性的防御工事是沿贝尔福和埃皮纳尔之间的一条相互支撑的堡垒线以及图尔河和凡尔登之间的堡垒线。这这些堡垒的目的是为了将德国的任何攻击引导到它们之间的三个缺口中，然后被野战军攻击。贝尔福缺口是一条从贝尔福到瑞士边境向西的开放大道；查尔姆斯缺口是一条类似的大道，从南希穿过埃皮纳尔和图尔之间的地区而斯滕奈峡谷则穿过了比利时北部威尔登森林和阿尔登森林之间不太开阔的地带。在每一个缺口的前面，是几个独立的独立堡垒，在1914年8月和9月的德国进攻中，没有一个堡垒能够幸存下来，后来又不得不夺回，
第二种是仓促或临时的战斗工事，这些战壕线年和索姆战役期间修建的战壕线，由于盟国的战略通常是进攻性的，他们通常会试图在不太容易防御的地方继续前进，直到遇到重大障碍时停止前进。因为防御措施往往只是暂时的，所有的战壕也常常比第二晚挖掘结束时的战壕发展得稍好一些，通常在一般的情况下维护得很差。步兵们宁愿坐在泥泞和水里，也不愿使劲去清理干草，也不去投资更多的精力挖更深的壕沟，给自己布置一个精致的工事，尤其是如果清楚自己几天内就会得到调离的话，这些野外工事由第一个战壕和在它后面大约70到200码处第二个支援壕组成，这两条或三条壕沟中的每一条都可能被作指挥和通信壕沟使用，而这条壕沟后面便是一般的管理用途壕沟。这些壕沟纵深只有300-600码，后备线可能在所有上述区域后面500或600码处（最好在轮廓线的掩护下），后勤区域和野战炮兵可能在更远的地方。
第三种是长期野外工事，德国人的大部分进攻集中在东线，除了对凡尔登的进攻外，在西线几乎都是防守，军人会在同一个阵地上呆上几周，在许多安静的地区，从一个星期到一个月基本上没有什么战斗活动，那些可能睡在露天掩体里的人通常要冒着遭到随机炮击的风险，到1916年春天，军队在西线定居很长一段时间后，想到自己要在那里呆了很长一段时间，开始更认真地对待战壕，发展出先进的方法来建造和配置战壕线英尺，最好是有顶盖的，用复杂的波纹铁、木材、泥土和石头构筑防炮洞，深至地面以下30-40英尺，整个前线综合体将点缀着防火梯、机关枪、狙击手哨所、观察和/或监听哨所和各种用于指挥所、电话交换机、医疗辅助所或宿舍的掩体。大量的军队可以完全安全地驻扎在战壕里，
第四种是半永久工事，1916年底德国人开始用混凝土建造面对敌人的小了望台或机关枪阵地，德国人经常利用现有的砖房建筑来建造他们内部的整体碉堡，例如他们战场上的许多据点都位于农舍内，外部砖块可以充当一堵更坚固的墙来增加保护力。德国人还在暴露的地点建筑了许多混凝土工事，用沙袋或简单的泥逐步改进伪装，早期的钢筋混凝土设计或用大型钢构件加固的工程在重型炮击下是脆弱的，在重型震荡下飞舞的混凝土碎片会对居住者造成过度的危险。更薄的钢筋或钢丝网作为屋顶巩固材料更为可取，到1917年底，英国人也制造了一些类似的系统，英国人很喜欢在半圆形的玻璃钢内衬上建造钢筋混凝土掩体，弯曲的轮廓与德国的棱角分明的线条完全不同，他们还部署了预制的圆形机枪巢，内径只有6英尺，但机枪能够最终靠门边巧妙地旋转的钢百叶窗开火。双方还尝试了许多别的类型的预制钢结构，除了壕沟、碉堡、掩体和庇护所外，铁丝网深度和复杂程度越来越高。
一中的堑壕体系基本是沃邦时代的堑壕体系结构,其主要构成是三种堑壕。前沿为火力堑壕,其后为掩护堑壕连接两道主壕的是之字型交通堑壕，前线的战壕常常离敌人的前线很近，正常的情况下，双方之间至少有几百码。有时前线甚至在手榴弹的投掷范围以内，这个区域被称为控制无人区，这里铁丝别密集，前线码处开始设一道铁丝网，40-50码处另设一道铁丝网，铁丝网与当今农业中常见的栅栏相似，使用高低不等的双层木桩或螺旋桩，斜线从栅栏顶部交叉穿过，在前面2米处与地面相交，而其他斜线米处与地面相交，两个铁丝网之间的间隙是填补松散的铁丝网，
铁丝网后方是前哨地带，在一般的情况下，大多数炮兵观察员和足够的机关枪哨所、狙击手和线人在此防御以防突袭，如果敌人进攻，前哨区的守军几乎是牺牲性的角色，需要承受进攻者最初全部的炮火或者几个星期前精心策划的袭击。前哨区后方大约有500-3000码深是第一道防线，它不仅作为前哨阵地，而且作为抵抗的主线公里的地方建立了一条相同的“第二道防线，接着是主防御区，接着是一个类似深度的后防御区，接着是一个主炮兵线和反攻部队集结区。在这两个防御区中的每一个前哨都将包括小规模的进攻部队，任务是夺取任何落入敌人手中的邻近据点，每一个岗位都是独立防御的，其中相当一部分，特别是独立的机枪部队，将分散在无人区的弹坑中或在战壕线之间的空地上。
每个步兵营可能有一条“上”和一条“下”壕沟，深达1米，通常可以在沟渠的地面上铺设木板，靠近前面会有更多，最理想的情况是至少10码间隔一个直段，由环形掩体覆盖，每隔一段距离设置壕沟挡块或刀架，以阻止任何进入壕沟的攻击者，为了有效对抗火炮,堑壕内还有厚达2至3米的护墙，将堑壕分隔成5至10米宽的隔离区，在地下水位较高的地方，假如没有复杂的泵送设备来保持地面干燥，向地下挖很深是不可行的，必须用沙袋、泥土和石头建在地面以上。
壕沟里部则布满了各式种类的防炮掩体，即有简单的一个土洞，也有更精巧的地下工事。有些防炮洞深入地下10米，有更好通风设备、炊具，炉灶、座椅、桌子和橱柜，总体上讲，英法的堑壕阵地较为简单,盟军高层公开表示,如果把堑壕搞得太过“舒适”,士兵们就不情愿冲锋了。而人数处于劣势的德国人的堑壕较为坚固,宽敞,内部设施完善。
交战双方每时每刻都在想着如何突破对手的阵地，英国人相信炮火准备可有效削弱守军防御,然后发动线形多波次冲锋，事实上,这种老套路根本不管用，炮击本身就是个明确的进攻信号，深藏于防炮掩体中的徳军士兵在炮击后又会重新出现在战位上，英国人的步兵不得不在一个被摧毁的地区选择一条艰难的道路强攻，大量步履艰难的步兵遭受了不可持续的伤亡，最好的战术是在进攻步兵进入德国防御工事前，仅仅用较短时间内炮兵来压制德国防御工事。
这一概念被具体化为一种令人毛骨悚然的炮火，它从1916年7月14日开始被普遍的使用。1916年底到1917年成熟。炮兵在纵深达一英里半的地域设置多达七道连续的弹幕，随着步兵的前进，每隔四分钟就有规律地前进100码，这样做的目的是为了让守军更愿意躲在地下洞穴里，直到占领了第一道防线，尽管英国人在炮兵方面有着非常大的优势，但这种战术的进展非常缓慢，前线阵地经过一番轰击之后通常会变得更加杂乱,令进攻者既难以快速前进也难以快速后撤。
一旦盟军占领了第一道防线，德军就通过一次短暂的反击来重新占领它或者回到下一个阵地，在第一个防线后面一两英里处建立第二道战壕是至关重要的，这样即使第一条防线被攻占，攻击者也无法突破到第二道战壕，主力部队将部署在敌方炮兵观察员无法看到的地方，如果敌人真的越过了第二道战壕，主力部队就可以在友军大炮支援的有利阵地上消灭进犯之敌。
守军机枪手并不瞄谁,而是疯狂喷撒子弹，所有的机枪不会向前射击，而是侧射，这样每一个机枪位不仅受到正面土方的保护，纵横交错的火线可以在任何天气、任何天气、任何森林中维持一个有计划的火网，在大多数情况下,强攻至多占领少量前沿堑壕,但筋疲力尽的进攻者很快就会被对手强大的预备队赶回原地。理想的情况是在第二天或第三天结束时，进攻方的矛头大部分被埋入主防御区的深处，在主战区后方的各种火力和四面八方的反击下明显萎蔫，形成一个相对空旷的空间，这样的战壕也将有利于各种反攻击，反击部队越强大，就非常有可能恢复防线
没有战斗的时间士兵都会呆在堑壕之中。通常每个士兵需要在前沿堑壕呆10天，施工5天、加上其它整修任务凑够1个月即可轮换至后方休整，但是大多数士兵其实无法捱过这个周期枯燥乏味的生活，不知藏身何处的狙击手,他们会对任何活动的目标无情地开火，在安静的日子里，绝大部分士兵都不会把头伸岀堑壕，堑壕有一套由的收听哨所、哨兵和了望人员组成的预警系统，使用潜望镜或直接小洞观察敌人，如果他们察觉到威胁就会用武器和叫喊来警告他们的战友，或者可能还会用锣、铃铛和口哨来发警告，晚上在无人区会有额外的巡逻，还有三线和照明弹。在毒气攻击的情况下，工事入口可能有一些金丝雀或白鼠来监测空气，一旦夜幕降临,堑壕阵地才开始忙碌起来。双方都要趁此机会修理受损的壕沟,补充弹药和口粮。接线队每天晚上都会冒险进入无人区修理铁丝网，使得攻击者更难到达防守的壕沟。
一战中不断出现的新武器、新技术,诸如毒气、战机和坦克虽然都曾产生一些小小的震动,都无法打破“堑壕战，那时的武器性能不够可靠是一个原因，更大的原因归于陈旧的战术，德军在西线使用战术尝试打破僵局，这种新战术是组成强攻部队以小股部队交替掩护,实施渗透攻击,这套避实击虚的机动进攻战术在春季攻势中取得了一定的成功，但机动不足，没能产生决定性影响，而当机械化大纵深战术的来临，堑壕战的巅峰时刻就过去了，但任何一种战争形态都不会立即消失得无影无踪，当今很多局部战争还有堑壕战的存在，只要有步兵，战壕就会存在下去，只是规模不会再现一战的辉煌而已
